자기열재생 (自己熱再生, Self-Heat Recuperation)에 의한 바이오에탄올 생산원가 절감에의 기대

堤 센터장 (교수)

 도쿄대학 생산기술연구소는 2012년 2월 2일 기자회견을 열어, 당 연구소 소속 에너지공학제휴연구센타 (Collaborative Research Center for Energy Engineering)의 센타장인 堤 (Tsutsumi)교수팀이 독자적으로 구축한 '자기열재생이론'에 기반을 둔 프로세스 디자인을 新日鉄(Nippon steel) 엔지니어링과 공동으로 바이오에탄올증류 프로세스 (pilot scale)에 적용한 결과 기존 증류시스템의 약 1/7의 에너지소비로 바이오에탄올 분리 및 농축에 성공하였다고  보고하였습니다. 이 프로젝트는 이전 게시물에도 소개되었던 NEDO의 '셀룰로오스계 에탄올 혁신적생산 시스템개발사업'의 일환으로 진행되었습니다.  (소개자료는 여기에)



 실제로 에탄올의 분리 및 농축은 바이오에탄올 생산에 소비되는 에너지의 약 60-70%를 차지하고 있어 바이오에탄올 생산의 상용화에 큰 걸림돌이 되어왔습니다. 기존 증류법을 탈피하고자 membrane 혹은 흡착제를 이용한 분리 및 농축에 관한 연구도 최근 활발히 이루어지고 있습니다만, 발효액 중 수 %에 불과한 에탄올을 분리 및 농축하는데 소모되는 에너지는 공비증류와 크게 다르지 않다는 분석도 있습니다. 지금까지의 대부분의 바이오에탄올 생산 프로세스의 경제성 분석이 기존의 공비증류 및 열회수 시스템을 중심으로 이루어져왔기때문에 바이오에탄올 상용화 전망이 그리 밝지는 못했으나, 이 자기열재생이론에 기초한 Tsutsumi교수팀의 바이오에탄올 분리 및 농축 프로세스는 바이오에탄올 상용화에 큰 기여를 할 것으로 생각됩니다. (자기열재생에 기반을 둔 프로세스 디자인관련 학술자료는 여기에) 

Scooped by Seo, Dong-June  (도쿄대학 생산기술연구소)

환경영향평가란 무엇인가 - 대응에서 전략으로

환경영향평가란 무엇인가.- 대응에서 전략으로

저자 : 原科幸彦（하라시나 사치히코)
 2012년 동경공업대학 환경이공학창조전공 교수 정년퇴임
 현재, 치바상과대학 교수로 재직

출판년도: 2011.03.18
출판사: 岩波書店（이와나미서점)
가격 : ￥798



내용 소개 *from Amazon
환경영향평가는 지속가능한 사회를 만드는데 필수 도구이다. 일본에서는 세계에서 가장 늦게 환경영향평가법이 시행된 후 10년이 흘렀다. 좀처럼 정착되지 않는 건 대상사업이 한정되어있는 등 제도의 문제가 크기 때문이다. 계획/정책단계에 대한 전략환경영향평가까지 그 본질과 현상의 문제점을 논한다.

목차
서론 - 환경영향평가 후진국, 일본

제1장 - 지속가능성이란 무엇인가.
1. "공유지의 비극"에서 "우주선지구호"까지
2. 환경보전은 토지이용의 관리에서부터
3. 지속가능한 개발, 유지가능한 개발
4. 환경영향평가의 탄생
5. 일본의 환경이념의 변화

제2장 - 일본의 환경영향평가
1. 제도화에의 첫걸음
2. 법제화의 좌절
3. 환경영향평가법의 성립
4. 지자체의 환경영향평가
5. 환경영향평가법의 재검토

제3장 - 환경영향평가의 본질
1. 자주적인 환경배려
2. 합리적인 판단의 지원
3. 주민참가와 정보공개
4. 환경영향평가는 커뮤니케이션
5. 藤前干潟(아이치현 나고야시의 매립처분장 건설사업 관련) 환경영향평가

제4장 - 필수요소
1. 충분한 의사소통
2. 평가대상의 확대
3. Scoping의 중요성(사업의 영향 및 중요도에 따라 평가가 필요한 사업을 골라내는 일)
4. 대체안의 비교검토(평가 후 보완하기 위한 대체안들의 검토)
5. 아이치세계박람회 환경영향평가
6. 커뮤니케이션의 촉진

제5장 - 전략환경영향평가
1. 사업환경영향평가의 한계(사업이 시작된 후 이루어지는 환경영향평가의 한계)
2. 전략환경영향평가(SEA)
3. 세계의 SEA
4. SEA의 사례
5. 새로운 SEA - 회의로 본 SEA

제6장 - 환경영향평가가 변화시킨 사회
1. 간이 환경영향평가는 유지가능한 사회로의 길
2. SEA는 정책결정과정을 투명화한다
3. 신뢰받는 시스템이 되기 위해서
4. SEA에서 SA(지속가능성평가)로

후서

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<본서에 대한 설명>

 인간활동이 환경에 영향을 미치는 것은 자명한 일이나, 그 범위와 강도에 따라 제한을 두고 감시할 필요가 있다.
환경에 영향이 크다고 평가되는 사업에 대해서는 보완대책을 강구케하거나 사업을 폐기시키는 것이 근본적인 환경영향평가의 역할이지만, 한국사회에서의 환경영향평가란 형식적인 보고서 제출에 불과한 경우가 많다. 사업자의 의뢰에 의해 전문회사에서 작성된 평가서는 의뢰자의 구미를 맞출 수 밖에 없기 때문에 형식만 맞추고 중요한 주민공청회 또한 형식적으로 치뤄내고 있는 실정이다. 최근 주민의견수렴을 제대로 거치지 않은 제주강정마을의 해군기지설치사업의 행정절차만 보아도 현재 한국의 환경영향평가라는 것이 얼마나 본질에서 멀어져 있는지 알 수 있다.
 하라시나 교수는 환경영향평가의 전반적인 제도를 구축하는 데 일조한 학자이기도 하지만, 민주주의의 근본인 행정에의 시민의 참여라는 부분에 관심을 두고 환경영향평가 절차 중 공청회를 통한 주민의 의견수렴에 대해 중점적으로 연구하였다. 이 과정에서 실제 지역주민들을 중심으로 결성된 NPO 단체들의 공청회 참가 사례등을 바탕으로 "어떤" 주민의 "어떤" 의견이 "어떻게" 반영되어야 현실적으로 정책에 반영되는 의견이 될 수 있는가, 즉 "의미있는 응답"을 얻기 위한 연구를 해왔다.
 그저 형식적으로 공청회를 열고 끝내는 것이 아니라, 여러가지 이해관계자들로 구성된 주민의 개개인의 의견을 의미있는 의견으로 발전시키기 위한 방법들, 이 과정에서의 NPO의 역할, 그리고 행정의 의견포용력 및 소통의지 등이 중요한 요소가 된다.
 그리고 기존의 제도에서의 또 하나의 문제는 평가에 걸리는 시간이다. 이를 보완하기 위해 본 저자는 "간이 환경영향평가"를 제안하고 있으며, 실제 동경공업대학 내의 캠퍼스 개발 사업에 이를 직접 적용해보기도 했다.
 또한, 일반적으로 사업계획 수립 후 실시단계에서 이루어 지는 환경영향평가는 그 사업을 원점으로 돌리는 것이 어렵다는 문제가 있다. 그래서 최근에는 사업실시 단계가 아닌 계획 단계에서부터 환경영향평가를 실시하는 전략환경영향평가가 주목받고 있으며 본 서적에서는 이보다 더 나아가 지속가능성평가까지 제시하고 있다.

 환경과 개발을 양립시키는데 중요한 역할을 하는 환경영향평가가 제대로 시행되기 위한 구체적인 요소들과 사례들을 소개하고 있어 유용하다고 생각된다.

Munsol Ju @ 일본국립환경연구소
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sol-gel 법 및 자기조직화에 의한 유기-무기나노복합재료의 제조

제목: 有機・無機ナノ複合材料の新局面 (유기・무기 나노복합재료의 신국면)
집필자: 32인
발행사: NTS
발행일: 2004년 11월 1일
분량: 296페이지


나노테크놀로지의 진전과 함께 독자적으로 발전해온 '유기-무기' 두 거대분야의 경계영역에 속한 '유기 ・ 무기나노복합재료' 라는 분야가 주목을 받고 있습니다. 이책에서는 이 분야의 대표적인 제조법인 sol-gel법, 입자분산 (clay, ceramic), 자기조직화에 대한 다수의 응용사례를 정리하였습니다.


목차


A. 유기-무기 복합재료


B. sol-gel법에 의한 유기-무기 nanohybrid의 제조
B-1. 개량 sol-gel법에의한 고분자 silicahybrid의 합성과 응용
B-2. 연료전지 전해질막으로서의 유기 ・ 무기 nanohybrid
B-3. Green nanocomposite in situ 실리카충전 천연고무 가유물 (加硫物)
B-4. 의료재료로서의 유기 ・ 무기 nanohybrid의 개발
B-5. 티탄산바륨 나노입자첨가 유전성 폴리머박막의 제조
B-6. 불소계 복합막에의한 표면개질 ・ 방오성 (防汚性)과 고경도 (高硬度)의 부여 
B-7. 양이온 경화형 유기 ・ 무기 hybrid재료


C. 입자 (clay, ceramic) 분산에 의한 유기・무기 nanocomposite의 제조
C-1. 차세대 재료로서의 바이오폴리머 ・ clay nanocomposite
C-2. 초임계유체에 의한 clay nanocomposite의 구조제어
C-3. nanocomposite ・  hard coat 재의 개발 
C-4. 유기 ・ 무기 nanocomposite형 hydrogel의 개발
C-5. 의료재료로서의 유기 ・ 무기 nanocomposite -재생의(再生医)공학-
C-6. 고밀도 폴리에틸렌/이산화티탄 nanocomposite에의한 인공골(骨)의 개발

C-7. Embeded capacitor용 폴리머-세라믹 nanocomposite 재료 C-8. 유기・무기 hybrid 액정: 단분산 티타니아 미립자 thermotropic 액정화 D. 자기조직화 (Self-organization)에 의한 유기・무기 초분자 복합체의 제조와 전망

D-1. Biomagnetite의 결정형성제어와 공학적응용 D-2. Biomineralization을 모방한 폴리머-hydroxylapatite 복합재료의 제조 D-3. 분자 wrapping에 의한 신 나노복합재료의 구축과 응용 D-4. Cyclodextrin과 규소를 함유한 무기고분자로 이루어진 초분자의 구축과 응용 D-5. 유기・무기 mesoporous 재료의 제조와 응용  D-6. 자기조직화에 의한 유기폴리머・인산칼슘적층형 나노 복합재료의 제작 D-7. Biomineralization를 모방한 탄산칼슘/고분자 복합체의 구축

자동차 경량화 재료-개발에서 응용까지

제목: 自動車軽量化材料　－開発から応用までー

(Lightweight Materials for Automobiles-All processes from Developments to Applications-)

감수: 福富洋志 (Hukutomi, Hiroshi)요코하마국립대학 교수, 공학박사

출판사: シーエムシー出版, 씨엠씨출판 (http://www.cmcbooks.co.jp)

발행: 2012년 1월 11일 보급판 (2006년9월29일 초판)

분량: 262 페이지

목차

-제1장 철강재료

1. 강판재료

2. 구조용강

3. 스테인레스강

4. 주철제 스티어링 너클(Steering Knuckle)의 경량화

5. 철계소결재료

-제2장 비철금속재료

1. 알루미늄합금

2. 마그네슘합금

3. 타이타늄, 타이타늄합금

-제3장 비금속재료

1. 플라스틱

2. 복합재료

3. 세라믹스

4. 저연비에 기여하는 타이어 재료개발의 현상과 동향

5. 자동차용 엘라스토머(Elastomer)

6. 탄소섬유재료

세부 목차는 생략하였다.

특징

발명된 후 100여 년, 자동차는 인간생활에서 빠질 수 없는 존재가 되었으며, 2000년에 7억 대 2020년에는 12억대에 달할 것으로 예상된다. – 서론 발췌 –

이 엄청난 자동차 수의 증가는 화석연료의 고갈 및 CO2 배출량을 증가 등에 환경 파괴를 일으키는 원인이 되고 있다. 재료 분야에서는 차량 경량화로 자동차의 연비 향상, 각 차량의 CO2 배출량 감소뿐만 아니라 자원 절감으로 환경 파괴를 감소시키고자 하는 노력이 진행되고 있으며, 다양한 재료를 자동차 부품에 접목하여 이 문제를 해결하고자 하고 있다. 이 서적에서는 자동차에 사용되는 다양한 재료의 강화기구, 성형성, 특성 등에 대하여 서술되어 있기에, 이 분야에 궁금증을 가진 재료 및 기계공학도에게 적절한 해답을 줄 수 있다고 판단된다.

Scooped by PARK, Hyung Won (도쿄대학 공학계연구과 기계공학전공)

일본의 에너지-환경정책으로서의 절전

 2011년 3월11일의 동일본대지진에이은 후쿠시마 원전사고로 인해 지난해 여름 심각한 전력부족을 격었던 일본은 절전에 대한 의식고취를 위해 다양한 정책을 실시하고 있습니다.

 일본은 전기사업법 제 27조에 의해 계약전력이 500kw 이상되는 전력사용처 (사업장)는 국가가 직접 전력사용을 규제할 수가 있습니다. 하지만 가정에서의 전력사용은 도쿄의 경우 전체 전력 사용량의 대부분 (약 31%)을 차지함에도 일본정부가 강제적으로 규제할 방법은 없습니다. 대지진 직후 상황이 상황인지라 가정, 사업장 구분없이 지역별 계획정전까지 동원해가며 일본은 전력위기상황을 넘겼습니다. 도쿄도 환경국에 따르면 대지진이후 가정의 총 전력사용량은 자발적 절전노력등에 의해 감소하였으나 여름 피크타임의 전력소비량은 거의 줄지 않았다고 합니다. 이와같이 전력수급조절의 차원에서 가정에서의 절전은 매우 중요한 위치에 있다고 볼 수 있습니다. 그럼 도쿄도 차원에서 실시되고 있는 대표적인 '쇼에네정책' (절전정책)의 예를 들어보겠습니다.

<쇼에네진단원 제도>

 이 제도는 도쿄도 기후온난화방지추진센터가 도쿄도로부터 위탁을 받아 실시하고 있는 제도입니다. 도쿄도가 인정한 단체 (지역별 지정, 대부분 전력 및 가스회사)가 주민들로부터 절전등에 관한 진단의뢰를 받아 각 단체에서 교육한 쇼에네진단원을 가정에 파견하여 절전어드바이스를 무료로 해줍니다.  
 이 제도에의한 진단실적은 2009-2011년 까지 총 340건이였다고 합니다. 도쿄의 세대수를 생각하면 무척 미미한 수준으로 생각됩니다. 무료로 실시되는 제도이므로 적극적인 홍보가 이루어지지 않은 것이 그 원인이 아닐까 합니다. 또한 진단원에의한 어드바이스 효과 (절전량 증가)를 정량적으로 평가할 만한 장치가 없기 때문에 (일부 smart meter가 설치된 곳이 있기는 하나) 이 제도의 실효성을 논하기는 어렵습니다.

 이처럼 일본내 가정의 절전은 홍보 및 교육에 의존할 수 밖에 없는 상황입니다. 하지만 가까운 미래에 가정의 절전부담은 가정에서부터의 전력 생산-소비-역판매 시스템의 보급확대로 인해  확연히 줄어들것이 분명합니다. 이를 위해 도쿄도는 쇼에네 (절전) 이외 창(創)에네 기기도입촉진 사업을 실시하고 있습니다. (창에네란 문자대로 에너지를 만든다는 의미) 도쿄도에서는 2011-2012년도에 가정의 태양광발전, 태양열이용기기, 가스코제너레이션기기의 설치에 대해 보조금을 지급하고 있습니다.

 분명 에너지절약 및 대체에너지사용이 온실가스 배출감소를 위한 범지구적인 행동이 된지 오래됐지만 다른 국가와는 다르게 일본은 자국내 에너지 사정으로 인하여 반드시 달성해야 만하는 Goal이 된 느낌입니다.  이런 일본내의 에너지 위기의식은 어떻게든 그린에너지관련 기술의 진보로 이어질 것으로 예상됩니다. 그린에너지 기술을 바탕으로 일본은 CDM 사업을 확장함과 동시에 국제사회에서 온실가스 감축의무이행에 대한 영향력도 더욱 커지지 않을까 생각해봅니다.

Scooped by Seo, Dong-June (도쿄대학교 생산기술연구소)

대지진이후 재점검해보는 일본의 에너지 (기술 및 현황)

                       
원제:ゼロから見直すエネルギー　節電、創エネからスマートグリッドまで
처음부터 다시보는 에너지 (절전, 에너지생산부터 스마트그리드까지)
편찬: 공익사단법인 화학공학회 긴급제언위원회
감수: 松方正彦 (Matsukata Masahiko)・古山通久(Koyama Michihisa)
발행: 마루젠 출판

지난해 3월 11일 동일본대지진과 그에의한 후쿠시마제1원전사고로 인하여 일본의 에너지 정책, 공급체제는 처음부터 다시검토할 상황에 놓이게 되었습니다. 전력은 콘센트에 꼽기만하면 얻어지는 매우 편리한 에너지이나, 이번 동일본대지진에 의해 심각한 전력부족을 경험하고 전력생산량에 매우 큰 제약이 생긴 지금, 원하는 것에 원하는 만큼 전기를 사용하는 시대는 끝났다고 보는것이 좋을 것 같습니다.

이책은 원자력발전에서부터 화력, 풍력, 지열, 태양광, 바이오매스, 스마트그리드등 매우 다양한 에너지관련 기술을 다루었고 그 기술내용과 가능성, 과제에 대하여 일반 대중이 보다 알기쉽게 해설하였습니다.  

내용미리보기 

pub-VIEW：http://pub.maruzen.co.jp/book_magazine/view/9784621085134.html

목차

시작하며...
오늘의 사회를 만드는 전력기술
전력공급부족대책
화력발전
화력의발전효율
수력발전
원자력발전
원자력발전의 장래
양수(揚水)발전
전력시장
이제부터의 에너지공급을 지탱할 신기술
  -태양광발전 (1,2,3) -풍력발전 -풍력발전의 미래 -지열발전
  -바이오에탄올  -바이오연료 -비식용생물자원 -연료전지
  -신형연료전지 -축전기술 (1,2) -전기자동차(1,2)
재해에 강한 에너지를 능숙히 이용하는 사회로
Coproduction
Heat pump
자가발전설비
스마트그리드 (Smart Grid)  (1,2)
장래의 에너지수급예상
장래의 목표설정
기술의 미래예상도
기술의 미래예상도를 그리다
마치며...

동일본 대지진은 일본사회에 여러모로 큰 변화를 가져다준것이 분명하다고 생각합니다.
그중에 에너지 정책이 가장 대표적이라고 생각됩니다. 원자력에너지가 매우 효율적인 에너지임은 분명하나 이번 동일본지진으로 인하여 그 비중은 얼마가 될지는 모르겠으나 점차적으로 줄어들것은 분명합니다. 원자력에너지가 빠진 자리를 메울 방법으로 '신재생에너지'가 일본에서 특히 주목을 받고있습니다. 앞으로 신재생에너지에 관한 일본의 상황에 대해 종종 포스트하겠습니다.

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